【正文】 沖（ PROG） （ 3） PSEN 外部程序存儲器讀選通信號 程序儲存允許（ PSEN）輸出是外部程序存儲器的讀選通信號，當 AT89C52 由外部程序存儲器取指令（或數(shù)據(jù)）時，每個機器周期兩次 PSEN 有效，即輸出兩個脈沖。一般情況下， ALE 仍以時鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時 鐘或用于定時目的。 AT89C52 的管腳圖 MCS51系列單片機采用 40 引腳雙列直插式封裝（ DIP），其引腳排列和邏輯符號如圖 ， 4個并行口共有 32 根引腳，可分別作地址線、數(shù)據(jù)線和 I/O 線； 2根電源線； 2根時鐘振蕩電路引腳和 4根控制。其將通用的微處理器和 Flash 存儲器結合在一起，特別是可反復擦寫的 Flash 存儲器可有效地降低開發(fā)成本。 AT89C52 是一個低電壓 ，高性能 CMOS 8 位單片機，片內含 8k bytes 的可反復擦寫的 Flash 只讀程序存儲器和 256 bytes 的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ RAM），器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術生產，兼容標準 MCS51 指令系統(tǒng)，片內置通用 8位中央處理器和 Flash 存儲單元，功能強大的 AT89C52 單片機可為您提供許多較復雜系統(tǒng)控制應用場合。 通過方案對比，最終選擇方案二。 方案比較 從以上兩種方案來看，方案 二能夠實現(xiàn)任意樂曲演奏，采用 4x4 矩陣鍵盤作為發(fā)生器的輸入設備．利用功率放大器 LM386 放大單片機 AT89C52產生的樂曲聲音，通過 SPEAKER進行發(fā)生。 程序中根 據(jù) 每個音符對應頻率由定時器 T0 產生。晶振采 12MHz， P1 口為鍵盤接口， 為 音頻脈沖的輸出腳， 音樂信號由 P3． 0口輸出，經喇叭發(fā)聲而播放歌曲，框架圖如圖 。 （ 2）硬件設計。 （ 1）功能特色。為了編碼簡單，一般節(jié)拍碼高半字節(jié)表示整拍，低半字節(jié)表示分數(shù)，只 要基 本延時設定恰當即可 并且在按開始按鈕后，可以播放歌曲。節(jié)拍碼也占一個字節(jié)，其總時間 長 度等于基本時間乘以節(jié)拍碼的值。在程序中以查表的方式加載計數(shù)初值。每個音符對應頻率由定時器 T0產生。晶振采用 12MHz，音樂信號由 ，經喇叭發(fā)聲而播放歌曲如圖 框架圖。 （ 1）功能特色 對內存進行了擴展，可以播放三首以上的歌曲。 :除了以上方面的應用外，單 片機還廣泛應用于辦公自動化領域、汽車自動駕駛系統(tǒng)、計算機外部設備、航空航天器電子系統(tǒng)等。 ： 例如：洗衣機、電冰箱、彩色電視機、心率監(jiān)護儀、空調、微波爐、電飯煲、銀行計息電腦、收音機、音響、電子稱等。例如：微機多功能點位分析儀、微機溫度測控儀、智能電度表、智能流速儀等。導彈的導航裝置，飛機上各種儀表的控制，計算機的網絡通訊與數(shù)據(jù)傳輸，工業(yè)自動化過程的實時控制和數(shù)據(jù)處理，廣泛使用的各種智能 IC 卡，民用豪華轎車的安全保障系統(tǒng)，錄像機、攝像機、全自動洗衣機的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都離不開單片機。 7 表 1 MCS51系列單片機的主要產品 型號 制造技術 片內程序存儲器 片內數(shù)據(jù)庫 8051AH HMOS ROM(4K) 128字節(jié) 8031AH AHMOS 無 128字節(jié) 8751H HMOS EPROM(4K) 128字節(jié) AT89C51∕ AT89S51 CHMOS FLASHROM 128字節(jié) 80C31 CHMOS 無 128字節(jié) 8051 HMOS ROM(8K) 128字節(jié) 8031 HMOS 無 128字節(jié) 其中 AT89S51 單片機是一種新型的在線可編程的單片機，內部有： 4K 字節(jié)、 Flash 存儲器，它使得 單片機產品的軟件可在線升級，也使得單片機的學習開發(fā)、程序的下載比 過去方便許多。其中以 MCS51 系列使用最為廣泛。 MCS51 系列單片機的主要產品 自單片機誕生以來，其產品得到了迅猛的發(fā)展，形成了多公司、多系列、多型號的局面 。 (7) 中斷系統(tǒng)： 8051 具備較完善 的中斷功能，有五個中斷源（兩個外中斷、兩個定時 /計數(shù)器中斷和一個串行中斷），可基本滿足不同的控制要求，并具有 2級的優(yōu)先級別選擇。 (5) 并行輸入輸出 (I/O)口： 8051 共有 4個 8位的并行 I/O 口 (P0、 P P P3)，用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。 (3) 程序存儲器 (ROM)： 8051 共有 4K 字節(jié)程序存儲器（ ROM），用于存放用戶程序和數(shù)據(jù)表格。 MCS51 單片機的片內資源有： 圖 MCS51單片機的內部組成 6 (1) 中央處理器： 中央處理器 (CPU)是整個單片機的核心部件，是 8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理 8位二進制數(shù)據(jù)或代碼， CPU 負責控制、指揮和調度整個單元系統(tǒng)協(xié)調的工作，完成運算和控制輸入輸出功能等操作。通常采用 DIP或 PLLD 封裝。 MCS51 系列 單片機 簡介 作為主流的單片機品種， MCS51 系列單片機市場份額占有量巨大， PHILIPS 公司、 ATMEL公司等紛紛開發(fā)了以 8051 為內 核的單片機產品，這些產品都歸屬于 MCS51單片機系列。 （ 4）處理功能強，速度快 MCS51 系列單片機指令系統(tǒng)中具有加、減、乘、除指令，各種邏輯運算和轉移指令，還具有位操作功能。單片機屬于工業(yè)品，能在常溫下工作，不需要在溫度恒定的機房 內工作。 5 （ 3） 可靠性高 單片機產品和其他產品一樣，出廠指標有軍用品、工業(yè)品和商用品之分。另一方面， MCS51 系列單片機具有 64KB 的外部程序存儲器尋址能力和 64KB 的外部 RAM 和 I/O 口尋址能力。 MCS51 系列單片機的應用特性 （ 1）集成度高 MCS51 系列單片機代表產品為 8051， 8051 內部包含 4KB 的 ROM、 128B 的 RAM、四個 8位并行口、一個全雙工串行口、兩個 16 位定時器 /計數(shù)器以及一個處理功能強大的中央處理器。 16 位單片機除 了 CPU 位 16位外，片內 RAM 和 ROM 的容量進一步增大，片內 RAM為 232 位， ROM 為 8KB，片內帶有高速輸入 /輸出部件，多通道 10 位 A/D轉換部件， 8 級中斷處理系統(tǒng)。 第三階段（ 1983 年至今）：高檔 8位單片機鞏固發(fā)展及 16 位單片機推出階段?？傮w來說，單片機的發(fā)展可分為三個階段： 第一階段（ 1976—— 1978 年）：以 Intel 公司的 MCS48系列單片機為代表，該系列單片機在片內集成了 8位 CPU、并行 I/O 接口、 8位定時 /計數(shù)器、 RAM 和 ROM等，片內 RAM和 ROM容量較小，尋址范圍不大于 4KB。 4 誠然，單片機的應用意義遠不限于它的應用范疇或由此帶來的 經濟效益，更重要的是它已從根本上改變了傳統(tǒng)的控制方法和設計思想， 是控制技術的一次革命，是一座重要的里程碑。要利用某型號單片機開發(fā)自己的應用系統(tǒng)，掌握其結構特征和技術特征是必須的。軟件特征是指指令系統(tǒng)特性和開發(fā)支持環(huán)境，指令特性即我們熟悉的單片機的尋址方式，數(shù)據(jù)處理和邏輯處理方式，輸入輸出特性及對電源的要求等等。 不同的單片機有著不同的硬件特征和軟件特征，即它們的技術特征均不盡相同，硬件特征取決于單片機芯片的內部結構，用戶要使用某種單片機，必須了解該型產品是否滿足需要的功能和應用系統(tǒng)所要求的特性指標。 然而單片機又不同于單板機（一種將微處理器芯片、存儲器芯片、輸入輸出接口芯片安裝在同一塊印制電路板上的微型計算機），單片機芯片在沒有開發(fā)前，它只是具備功能極強的超大規(guī)模集成電路，如果對它進行應用開發(fā)，它便是一個小型的微型計算機控 制系統(tǒng)，但它與單板機或個人電腦 (PC 機 )有著本質的區(qū)別。所以說，一片單片機芯片就具有了組成計算機的全部功 能。 3 第一章 單片機概述 單片機簡介 單片機是一種集成電路芯片。 本次課程設計的任務是，設計一種由單片機控制的簡單音樂發(fā)生器，要 求鍵盤有 16個鍵，能過用 51 單片機 C 語言編寫程序來實現(xiàn)音樂發(fā)生器的發(fā)音。錄音藝術、音樂科技、電子音樂等一批嶄新的音樂科技專業(yè)獲得大力發(fā)展，這些專業(yè)的誕生作為國內音樂科技學科與專業(yè)發(fā)展的范例為國內音樂科技學科和專業(yè)的發(fā)展指明了方向，將有力地促進國內音樂科技專業(yè)的進一步發(fā)展。 中國作為一個教育大國，相關教育資源相當豐富，目前在國內音樂發(fā)生器的產品也很多，如電子狗 、門鈴、音樂賀卡等等。由于美國雄厚的經濟和科技基礎，在早期計算機音樂獲得巨大成功后，越來越多的音樂家和科學家步入到計算機音樂的研究與開發(fā)的領域中來，他們一起工作、共同開展研究，許多新產品和新設計不斷涌現(xiàn)。 六十年代，美國物理學家 Robert Moog 研制出了小型實用 的電子合成器。 國內外的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 隨著以法、德、意為代表的歐洲和以美國為代表的電子音樂、計算機音樂早期的大力發(fā)展，國際上許多國家紛紛開始引入電子音樂研究與創(chuàng)作。 電腦音樂也許不會成為今后音樂的主流，但它在整個人類音樂史 上的地位已經不容置疑地確立了，相信它會越來越深入地浸透到音樂創(chuàng)作和欣賞的領域中，并且將在一定程度上影響人們對音樂的理解和詮釋。由于音樂合成器制作和修改方便，成本低，音樂豐滿，所以市場需求量很大，因此，世界許多國家的廠商都不斷地在發(fā)展并推出新的型號，每年都要更新?lián)Q代。 目前，由于電子音樂的普及，電子合成器（合成器實際上是一臺聲音的頻率合成儀，可以制作各種聲音，改變各種音色 ）可以解決相當一部分的歌唱及舞廳的伴奏問題。電子琴的出現(xiàn)，開辟了音樂的一個新天地。經過軟硬件的調試， 該音樂發(fā)生器能通過鍵盤彈奏出來的樂曲效果良好，音調和節(jié)拍都由單片機控制得相當準確。本文中，用單片機芯片及少數(shù)外圍電路控制音樂播放 ，分析了利用單片機控制的電子音樂發(fā)生器的工作原理， 給出簡單硬件電路原理圖并對軟件部分的流程圖進行了詳細分析。它有功能多﹑ 價格優(yōu)﹑外圍電路簡單的特點，很受音樂愛好者及音樂芯片制造商的青睞 。本次設計中很好的使軟、硬件相結合，基本上達到了設計的要求。 第 19周：設計任 務答辯。 第 1617周：編制程序代碼，整理資料，擬訂初稿。 第 1012周：系統(tǒng)硬件部分設計。 計 劃 進 度 暑假 79月：根據(jù)論文題目查閱書籍和上網收集資料，加深對課題的理解，完成開題報告。 2．擬訂設計方案，硬件部分設計。經過軟硬件的調試，該音樂發(fā)生器能通過 鍵盤彈奏出來的樂曲效果良好，音調和節(jié)拍都由單片機控制得相當準確。及時詢問老師和同學或網上搜尋畢業(yè)論文撰寫格式以及相關寫作技巧等。 參考資料 [1] 潘曉利，劉永志．基于 MIDI模塊的音樂發(fā)生器設計陰．電子測量技術， 2020 [2] 戴佳，戴衛(wèi)恒． 51單片機 C語肓應用程序設計．北京：電子工業(yè)出版社， 2020． [3] 王思聰．用 CPLD實現(xiàn)簡易音樂發(fā)生器．焦作工學院學報：自然科學版， 2020 [4] 王南陽．單片語音錄放電路模塊及其應用．電子世界， 1999 [5] 林志琦．基于 Proteus的單片機可視化軟硬件仿真．北京：北京航空航天大學出版社． 2020． II 湖南工業(yè)職業(yè)技術學院 項目承接與技術服務（ 畢業(yè)實踐）開題報告書 電氣 系 電子信息工程技術 專業(yè) 學生姓名 班級 學號 課題名稱 基于 MCS51 單片機技術的簡易音樂發(fā)生器設計 課題 準備 情況 指導老師 做論文撰寫講解時認真聽講，及時記錄論文撰寫注意事項。 第 18周：檢查定稿，準備答辯。 第 1315周：軟件結構設計。 第 79周：擬訂設計方案，軟、硬件功能劃分。 （ 2）按學校規(guī)定的統(tǒng)一格式撰寫、打印及裝訂，達到畢業(yè)論文寫作的 規(guī)范要求。 （ 3）撰寫論文初稿，在指導教師指導下反復對論文進行修改，提交論文定稿。 論文寫作的具體任務： （ 1）搜集、整理與論文有關的文獻資料。 湖南工業(yè)職業(yè)技術學院 Hunan Industry Polytechnic 項目承接與技術服務 （畢 業(yè) 實 踐） 類 別 畢業(yè) 設計 題 目 基于 MCS51 單片機